Ancu s'è a gomma di nitrile butadiene (NBR) hè stata u materiale di guarnizione dominante per e turbine eoliche per decennii, i progressi in a formulazione, a trasfurmazione è u cuncepimentu di e guarnizioni in poliuretanu stanu erodendu rapidamente a pusizione di NBR in l'industria. Si scopre chì e proprietà più utili includenu a resistenza à l'usura, a cumpatibilità cù i fluidi, a resistenza à l'ozonu, a resistenza meccanica è a capacità di mantene tutte queste proprietà à basse temperature.
U poliuretanu hè diventatu un materiale ideale per a sigillatura di cuscinetti principali/generatori, cuscinetti longitudinali è trasversali. Tuttavia, a semplice sustituzione di i materiali in una struttura esistente ùn hè spessu micca abbastanza. E guarnizioni devenu esse cuncepite tenendu contu di u poliuretanu.
Un modu per valutà a resistenza à l'usura di i poliuretani hè per mezu di una prova di usura di tamburi standardizata cum'è ASTM D5963. Stu metudu hè tipicamente adupratu per valutà a gomma, ma s'applica ancu à u poliuretanu, in particulare quandu si paragunanu i tassi di usura. Quì sottu sò i valori di l'indice di usura per diversi materiali testati da System Seals in Cleveland. Nutate bè chì NBR è HNBR anu un ARI di circa 1,5, mentre chì i poliuretani anu un ARI da 4 à 8. Questu hè un miglioramentu finu à sei volte.
U poliuretanu mantene i so valori ARI cù u tempu è dopu l'esposizione à diversi fluidi, in particulare i fluidi à base d'oliu. Un modu per determinà questu hè di invechjà i campioni di usura ASTM D5963 in fluidi à 100 ° C per 90 ghjorni (80 ° C per i fluidi à base d'acqua) è ripete a prova ogni 30 ghjorni. Quì sottu sò i risultati tipici, ma si cunsiglia a cunferma per ogni liquidu.
Figura 3. Ritenzione di ARI in NBR è poliuretanu resistente à l'idrolisi dopu l'invecchiamentu in oliu minerale distillatu à 100 °C.
Ancu s'è e specificazioni indicanu a cumpatibilità cù i fluidi finiti, e prove d'invecchiamentu acceleratu (o anni di serviziu) devenu determinà e prestazioni à longu andà è a stabilità di i materiali esposti à fluidi specifici. System Seals verifica a cumpatibilità di i fluidi per 90 ghjorni invece di a prova standard di 168 ore perchè System Seals rileva sistematicamente cambiamenti significativi in e proprietà chjave di i materiali dopu à 168 ore di esposizione à i fluidi.
U poliuretanu persunalizatu mostra una resistenza à i fluidi migliorata paragunata à u NBR in i lubrificanti più cumuni in l'industria di l'energia eolica. Quì sottu hè una tavula di cumpatibilità per questi lubrificanti populari.
U NBR hè cunnisciutu per esse suscettibile à l'ozonolisi, chì hè quandu e molecule d'ozonu rompenu i ligami chimichi in u NBR insaturatu. A cracking di l'ozonu hè cumuna quandu a gomma nitrile butadiene (NBR) hè sottumessa ancu à a più chjuca deformazione. Una suluzione hè di injectà cera in u NBR, creendu una barriera anti-ozonu chì prutege u NBR. Sfurtunatamente, a cera ùn cambia micca u ligame chimicu di u NBR. Se u NBR hè espostu à e cundizioni ambientali chì eliminanu a cera, diventa di novu suscettibile à a degradazione. Certi poliuretani speciali utilizati in e guarnizioni di l'energia eolica sò naturalmente resistenti à l'ozonu.
U modulu elasticu, a resistenza è l'allungamentu di u poliuretanu sò duie o trè volte più alti cà a maiò parte di l'NBR. Di cunsiguenza, i sigilli di poliuretanu sò capaci di suppurtà deformazioni meccaniche più grande è di suppurtà carichi meccanichi più elevati.
Un NBR tipicu hà un modulu elasticu di 10-15 MPa è una resistenza à a trazione di 20 MPa. A maiò parte di i poliuretani anu un modulu elasticu di 45-60 MPa è una resistenza à a trazione di 50-60 MPa. Questu significa chì u materiale hè menu duru chè u NBR, ciò chì significa una migliore ritenzione di a forma è una maggiore resistenza à i carichi di pressione.
In e turbine eoliche, e temperature elevate ùn sò di solitu un prublema. Tuttavia, secondu a situazione geografica è l'altitudine, e temperature minime di -40 °C ùn sò micca rare. L'NBR standard hà una temperatura minima di funziunamentu di -20 °C, è l'analisi meccanica dinamica hà dimustratu chì parechji poliuretani di l'energia eolica ùn sò micca affettati da temperature finu à -40 °C.
U poliuretanu hè una scelta naturale per e guarnizioni di l'energia eolica per via di e so proprietà meccaniche superiori, una migliore resistenza à l'ozonu, tassi di usura più bassi è temperature di funziunamentu più basse. Quì sottu sò duie famiglie d'applicazioni per e quali u poliuretanu hè bè adattatu. L'imagine à manca mostra e caratteristiche simulate di deformazione è di cuntattu di una guarnizione di cuscinetti in poliuretanu. L'imagine à diritta mostra a guarnizione à vortice di System Seals, una guarnizione di cuscinetti principali chì pompa continuamente u lubrificante in u reservoir mentre u cuscinettu gira.
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Data di publicazione: 24 dicembre 2023